[发明专利]基于动态规划的电力系统黑启动方案生成方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统恢复控制技术领域，更具体地，涉及一种基于动态规划的电力系统黑启动方案生成方法。

背景技术

电力系统黑启动通常指整个系统因连锁故障等原因停运后，在不依赖外部网络供电的帮助下，通过系统中具有自启动能力的机组的启动，带动无自启动能力的机组，逐步扩大系统供电的恢复范围，最终实现整个电力系统的恢复过程。20世纪60年代至今世界各地发生的多起大停电事故表明，现代电力系统中始终存在着局部故障处理不当导致事故范围扩大化的隐患，因此作为预防措施，电力系统黑启动预案的制定始终是必要的。目前此项工作仍主要依赖人工完成，往往只能考虑其中数台最重要机组的恢复次序，其效率和方案完整性均难以适应大规模复杂电网中的应用要求，亟需研究可靠的黑启动方案自动生成算法。

但实际电网黑启动考虑的因素较多且复杂，方案决策时至少需要同时考虑大型火电机组辅机启动、网架重构和负荷恢复的问题，因此截至目前为止，大部分已有的算法研究关注于其中一些子问题的解决，如何全面协调整个黑启动过程的恢复决策仍是难点。其中，分布式决策方面，虽然给出了基于多代理、考虑分级调度的主从递解决策框架，并应用于山东电网，但未涉及细化的子电网恢复算法；集中式决策方面，引入了Petri网作为决策技术，但电网规模稍大其Petri网结构就会变得极度复杂难以计算。

此外，先按机组最速启动的目标部分地恢复网架、完成机组重启，再考虑负荷恢复的处理原则，虽然大大提高了方案搜索效率，可以在多项式时间内得到可行的电网恢复方案，但该算法在初期仅局限于考虑发电机间最短供电路径的恢复，因此在路径上负荷量不足时可能造成线路节点电压过高，其前期已恢复网架亦可能不适应后期负荷恢复的要求，导致总体恢复时间的延长。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于动态规划的电力系统黑启动方案生成方法，能够提供顾及所有元件的细化恢复时序方案，提高了算法效率，降低了对计算存储的要求，易于克服黑启动前期线路节点电压过高，后期网架不适应负荷恢复的问题，同时自然地适应了不同的电网故障后场景。

为实现上述目的，本发明提供了一种电力系统黑启动方案生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)读取故障后的电网信息得到初始电网状态s₀，以变量g(s)表示到达电网状态s的最短累计耗时，初始化g(s₀)＝0，级数k＝0，初始状态集S₀＝{s₀}，初始化终端状态集S_E为空集，最佳方案恢复时间T_best为无穷大；

(2)对第k级状态集S_k中的每一个状态s_ki，确定对应的恢复操作，对这些恢复操作进行暂态校验，以判断电网状态过渡过程的安全性；对每一个状态s_ki而言，通过校验的每一种恢复操作都能生成一个新状态，将这些新状态无重复地添加到第k+1级状态集S_k+1中；其中，i＝1,2,…,n_k，n_k为第k级状态集S_k中电网状态的总数；

(3)对第k+1级状态集S_k+1中的每一个状态进行稳态校验，以判断电网稳态电量指标的安全性，将无法通过校验的状态从集合中删除；

(4)对第k+1级状态集S_k+1中的每一个状态s_(k+1)j，计算到达该状态的最短累计耗时g(s_(k+1)j)＝min{g(s_ki)+r(s_ki,s_(k+1)j)}，并将最短累计耗时g(s_(k+1)j)对应的恢复路径作为到达状态s_(k+1)j的最佳恢复路径；其中，r(s_ki,s_(k+1)j)表示从状态s_ki到s_(k+1)j的恢复操作耗时，j＝1,2,…,n_k+1，n_k+1为第k+1级状态集S_k+1中电网状态的总数；